DE2155676A1

DE2155676A1 - Process for cooling viscous substances

Info

Publication number: DE2155676A1
Application number: DE19712155676
Authority: DE
Inventors: Hendrik Bergschenhoek Streefkerk (Niederlande). F28d 9-00
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1970-11-10
Filing date: 1971-11-09
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2113723A5; CH544502A; IT957118B; AU3540271A; BE775186A; NL7016467A

Description

PATENTAN-⁵WAi-VEPATENTAN- ⁵ WAi-VE

DR FRANZ LEDERER DR. ING. A. VAN DER WERTH DR. fKAiNZ.DR FRANZ LEDERER DR. ING. A. VAN DER WERTH DR. FKAiNZ.

8 MÖNCHEN 80 21 HAMBURG 9O ^caE-ORAHN-.TR. aa · TEL. <o»u. *7«478 MÖNCHEN 80 21 HAMBURG 9O ^ caE-ORAHN-.TR. aa TEL. <o »u. * 7 «47

WILSTOBFER STR. 33 · TEL. <04M> 77O8 6IWILSTOBFER STR. 33 · TEL. <04M> 77O8 6I

München, 5. November 1971 L 507 RMunich, November 5, 1971 L 507 R

Unilever N.V. , Museumpark 1,, Rotterdam, NiederlandeUnilever N.V. , Museumpark 1 ,, Rotterdam, Netherlands

Verfahren zur Kühlung viskoser StoffeProcess for cooling viscous substances

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von viskosen Stoffen, insbesondere von Stoffen mit genießbaren ölen und Fetten für die Bereitung von Margarine, mit Hilfe eines Kühlers mit einer Anzahl von einer gemeinsamen Antriebswelle getragener Drehscheiben, deren jede in einer gekühlten Kammer mit wärmedurchlässigen Wänden angeordnet ist, wobei ein Kühlmittel um die Kammern in parallelen Strömen fließt und der zu kühlende Stoff der Reihe nach rund um die Scheiben in radialer Richtung fließt.The invention relates to a method for cooling viscous Substances, in particular substances with edible oils and fats for making margarine, with the aid of a cooler with a number of rotating disks carried by a common drive shaft, each of which is thermally permeable in a cooled chamber Walls is arranged, wherein a coolant flows around the chambers in parallel currents and the to be cooled Fabric in turn flows around the discs in a radial direction.

Bei den bekannten Verfahren zur Kühlung von Flüssigkeiten mit Hilfe eines Kühlers der oben beschriebenen Art wird dieser bei vertikaler Lage der Antriebswelle verwendet, wobei das Kühlmittel, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas, in parallelen Strömen rund um die gekühlten Kammern fließt. Bei dieser Verfahrensweise tritt zwar praktisch kein Temperaturgradient an den wärmedurchlässigen Wänden der Kammern in Hinblick auf jede andere Kammer auf, wohl jedoch in Hinblick auf eine einzelne Kammer.In the known method for cooling liquids with the aid of a cooler of the type described above, this is at vertical position of the drive shaft is used, the coolant, for example a cooling liquid or a cooling gas, in parallel currents flowing around the cooled chambers. With this procedure there is practically no temperature gradient on the heat-permeable walls of the chambers with regard to every other chamber, but probably with regard to a single chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung in einer solchen Weise auszuführen, daß kein Temperaturgradient an den wärmedurchlässigen Wänden irgendeiner Kammer auftritt, wodurch eine schnellere Kühlung des zu kühlenden Stoffs bewirkt wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kühler bei horizontaler Lage der Antriebswelle verwendet wird und daß eine verdunstende Kühlflüssigkeit rund um die Kammern mitThe invention has for its object to carry out the cooling in such a way that no temperature gradient to the heat-permeable walls of any chamber occurs, whereby a faster cooling of the substance to be cooled is effected. According to the invention this object is achieved in that the cooler is used with the drive shaft in a horizontal position and that an evaporating coolant liquid around the chambers with

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warmedurGhlassigen Wänden zu fließen gezwungen wird, wobei das Kühlmittel als Flüssigkeit zugeführt und als Gas abgeführt wird.warmed through glass walls is forced to flow, whereby the Coolant is supplied as a liquid and discharged as a gas.

Vorzugsweise kann "gemäß der Erfindung der gewünschte Wärmeübergang durch Steuerung des Dampfdrucks der Kühlflüssigkeit erreicht werden, während der Spiegel der Kühlflüssigkeit innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird. Es empfiehlt sich desweiteren, daß die Kühlflüssigkeit aus einem Kondensat eines Präparats besteht, das bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur gasförmig ist.According to the invention, the desired heat transfer can preferably be achieved can be achieved by controlling the vapor pressure of the cooling liquid while keeping the level of the cooling liquid within certain limits are kept. It is also recommended that the cooling liquid consists of a condensate of a Preparation consists, which is gaseous at atmospheric pressure and room temperature.

Die Erfindung wird im folgenden weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in diesen zeigen:The invention is set out below in greater detail Explained with reference to the drawings; in these show:

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt nach der Linie I-I der Figur 2 durch einen bei der Durchführung des Verfahrens zu verwendenden Kühler undFigure 1 is a vertical longitudinal section along the line I-I of FIG. 2 by a cooler to be used when carrying out the method and

Figur 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der Figur 1.FIG. 2 shows a cross section along the line H-II in FIG.

Das Gehäuse des dargestellten Kühlers besteht aus einer Anzahl von - im. zeichnerisch dargestellten Fall aus vier - Ringelementen 1, die von einer zylindrischen Außenwand 2 umgeben sind. Die Ringelemente 1 stehen in jedem Fall nabenseitig über eine Buchse 3 miteinander in Verbindung; diese besitzen eine solche Länge, daß ein Ringraum 4 zwischen den Ringelementen 1 freigehalten ist. Die endseitig äußeren Ringelemente 1 stehen über Buchsen 5 und 6 mit Abschlußwänden 7 und 8 des Gehäuses in Verbindung, wodurch also auch zwischen dem ersten.Ringelement 1 und der Abschlußwand 7 und zwischen dem letzten Ringelement und der Abschlußwand 8 ein Ringraum freigehalten ist. In jedem Ringelement 1 ist eine Bohrung 9 vorgesehen; diese Bohrungen liegen fluchtend in einer Linie und bilden einen Einlaßkanal 10 für das Kühlmittel. Mit dem Einlaßkanal 10 steht ein Einlaßstutzen 11 für das Kühlmittel in Verbindung. Der Bohrung 9 ungefähr diametral gegenüberliegend sind eine Bohrung 12 und eine Bohrung 13 in jedem Ringelement 1 vorgesehen; die Bohrungen 12 liegen fluchtend auf einer Linie/ ebenso die Bohrungen 13. Die Bohrungen 12 bilden einen ersten Auslaßkanal 14 undThe housing of the cooler shown consists of a number of - im. graphically shown case of four - ring elements 1, which are surrounded by a cylindrical outer wall 2. The ring elements 1 are in each case on the hub side via a Socket 3 in communication with each other; these have such a length that an annular space 4 is kept free between the ring elements 1 is. The outer ring elements 1 at the end are connected to end walls 7 and 8 of the housing via sockets 5 and 6, thus also between the first ring element 1 and the end wall 7 and between the last ring element and the end wall 8 an annular space is kept free. A bore 9 is provided in each ring element 1; these holes are aligned in a line and form an inlet channel 10 for the coolant. With the inlet channel 10 there is an inlet connection 11 for the coolant in connection. The bore 9 approximately diametrically opposite are a bore 12 and a bore 13 is provided in each ring element 1; the holes 12 are aligned on a line / so are the holes 13. The bores 12 form a first outlet channel 14 and

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die Bohrungen 13 einen zweiten Auslaßkanal 15 für das Kühlmittel. Mit dem Auslaßkanal 14 steht ein Auslaßstutzen 16 in Verbindung, während ein gleicher Auslaßstutzen mit dem Auslaßkanal 15 in Verbindung steht. Versteifungsrippen der Abschlußv/ände 7 und 8 sind mit Bezugszeichen 17 und 18 versehen. Die Abschlußwand 7 ist mit einer Auslaßbuchse 19 ausgerüstet, in die ein Auslaß 20 eingeschraubt ist, während die Abschlußwand 8 mit einer Nabenbuchse 21 ausgestattet ist.the bores 13 a second outlet channel 15 for the coolant. An outlet connection 16 is connected to the outlet channel 14, while an identical outlet connection with the outlet channel 15 is in communication. Reinforcing ribs of the end walls 7 and 8 are provided with reference numerals 17 and 18. The end wall 7 is equipped with an outlet socket 19 into which a Outlet 20 is screwed in, while the end wall 8 is equipped with a hub bushing 21.

Eine Antriebswelle 22, die mittels eines Kugellagers und einer Dichtung 23 in der Nabenbuchse 21 getragen ist, erstreckt sich im Inneren des von den Buchsen 3, 5 und 6 der Ringelemente 1 gebildeten Hohlraums. Eine der Anzahl der Ringelemente 1 entsprechende Anzahl von Scheiben 24 ist an der Welle 22 befestigt;-jede der Scheiben 24 ist in einer Kammer mit wärmedurchlässigen Wänden 25, 26 und 27 jedes Ringelements 1 drehbar und ruht auf einer Buchse 28, die Bestandteil der auf der Antriebswelle 22 angeordneten Scheiben 24 ist. Die Buchsen 28 sind durch einen Keil 29 drehfest auf der Antriebswelle 22 festgelegt und mittels eines Distanzrohrs 30 und eines Distanzrohrs 31 zwischen einem Bund 32 der Antriebswelle 22 und einer in die Antriebswelle 22 eingeschraubten Schraube 33 eingeklemmt. -A drive shaft 22, which is carried by means of a ball bearing and a seal 23 in the hub sleeve 21, extends inside the cavity formed by the sockets 3, 5 and 6 of the ring elements 1. One of the number of ring elements 1 corresponding Number of disks 24 are attached to the shaft 22; -Each of the disks 24 is in a chamber with heat-permeable Walls 25, 26 and 27 of each ring element 1 rotatable and rests on a bush 28 which forms part of the on the drive shaft 22 arranged disks 24 is. The bushings 28 are fixed in a rotationally fixed manner on the drive shaft 22 by a wedge 29 and by means of a spacer tube 30 and a spacer tube 31 between a collar 32 of the drive shaft 22 and one in the drive shaft 22 screwed in screw 33 pinched. -

An der Nabenbuchse 21 ist ein Einlaßrohr 34 für den zu kühlenden Stoff angeordnet. Ausgehend von der Nabenbuchse 21 verfolgt der zu kühlende Stoff eine Zickzackbahn bei seinem Durchgang durch den Ringraum zwischen der Buchse 6 und dem Distanzrohr 30, durch den Raum zwischen den Scheiben 24 und den wärmedurchlässigen Wänden 26, 27 und 25 jedes Ringelements 1, durch die Ringräume zwischen den Buchsen 3 und 28 und durch den Ringraum' zwischen der Buchse 5 und dem Distanzrohr 31, die mit dem Auslaß 20 in offener Berührung stehen. An inlet pipe 34 for the substance to be cooled is arranged on the hub bushing 21. Followed from the hub sleeve 21 the substance to be cooled follows a zigzag path as it passes through the annular space between the socket 6 and the spacer tube 30, through the space between the discs 24 and the heat-permeable walls 26, 27 and 25 of each ring element 1, through which Annular spaces between the sockets 3 and 28 and through the annulus' between the socket 5 and the spacer tube 31, which are in open contact with the outlet 20.

Zur Verhinderung einer durch Ablagerung an den Wänden 26 und 25 gebildeten Schicht aus kristallisiertem Stoff ist jede der Scheiben 24 auf ihrer einen Seite mit einer Anzahl von - imTo prevent a layer of crystallized matter from being deposited on walls 26 and 25, each of these is Disks 24 on one side with a number of - im

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dargestellten Fall mit vier - Schabeisen bzw. -messern 35 und auf ihrer anderen Seite mit derselben Anzahl von Schabeisen bzw. -messern 36 ausgerüstet. Jedes der Messer 35 besitzt eine Welle, die bev/eglich an Gelenken der Scheiben 24 festgelegt ist. Jedes dieser Gelenke ist in einer Aussparung in den Scheiben 24 angeordnet, wobei die Wellen parallel zu den wärmedurchlässigen Wänden 26 verlaufen. In derselben Weise kann jedes Messer 36 auf einer Welle drehbeweglich sein, die parallel zu den wärmedurchlässigen Wänden 25 verläuft. Die Wellen der Messer 35 und 36 können unter einem Winkel zum Durchmesser der Scheiben 24 verlaufen, so daß die Messer 35 und 36 den Schub des Stroms der zu kühlenden Flüssigkeit durch die Einheit begünstigen.illustrated case with four - scraper blades or blades 35 and on its other side with the same number of scraper blades or knives 36 equipped. Each of the knives 35 has a shaft, which is connected to joints of the disks 24 is fixed. Each of these joints is arranged in a recess in the discs 24, with the shafts parallel to the heat-permeable walls 26 run. In the same way, each knife 36 can be rotatable on a shaft, which runs parallel to the heat-permeable walls 25. The shafts of the knife 35 and 36 can be at an angle to Diameters of the disks 24 extend so that the knives 35 and 36 the thrust of the flow of the liquid to be cooled through favor unity.

Zur Verhinderung einer durch Ablagerung an den Innenseiten der Buchsen 3, 5 und 6 gebildeten Schicht aus kristallisiertem, gekühlten Stoff sind die Buchsen 28 und das Distanzrohr 30 mit einer Anzahl von - im dargestellten Fall mit vier - Schabeisen bzw. -messern 41 ausgerüstetj jedes der Messer 41 ist an einer zur Antriebswelle 22 der Einheit parallelen Welle 42 gelenkig angelenkt. Gleiche Schabeisen bzw. -messer sind auch an der peripheren Außenseite jeder Scheibe 24 zur Verhinderung einer durch Zusammenkleben an der zylindrischen Innenwand 27 der Kammern der Ringelemente 1 gebildeten Schicht aus kristallisiertem, gekühlten Stoff angeordnet.To prevent a layer of crystallized, cooled, formed by deposits on the insides of the sockets 3, 5 and 6 The sockets 28 and the spacer tube 30 with a number of - in the illustrated case with four - scraper irons are fabric or knives 41 equipped each of the knives 41 is on one to the drive shaft 22 of the unit parallel shaft 42 articulated. The same scraper blades are also on the peripheral outside of each disc 24 to prevent sticking to the cylindrical inner wall 27 of the chambers of the ring elements 1 formed layer of crystallized, cooled material arranged.

Die in den Zeichnungen dargestellte Einheit wird bei horizontaler Stellung der Antriebwelle 22 und mit einer verdunstenden Kühlflüssigkeit verwendet, beispielsweise mit flüssigem Ammoniak, das durch den Einlaßstutzen 11 zugeführt wird. Die Kühlflüssigkeit fließt durch die Ringräume 4 zwischen zwei aufeinander folgenden Ringelementen 1 in zueinander parallelen Strömen und wird anschließend als Gas durch Auslaßstutzen 16 entfernt, die mit den zueinander parallelen Auslaßkanälen 14 und 15 in Verbindung stehen. Hierdurch wird der Spiegel (N) der Kühlflüssigkeit innerhalb bestimmter Grenzen gehalten, so daß in Richtung der Strömung der Kühlflüssigkeit kein Temperaturgradient an den wärmedurchlässigen Buchsen 3 und Wänden 25,The unit shown in the drawings is used with the drive shaft 22 in a horizontal position and with an evaporating cooling liquid, for example with liquid Ammonia, which is supplied through the inlet port 11. The cooling liquid flows through the annular spaces 4 between two successive ring elements 1 in mutually parallel streams and is then released as a gas through outlet port 16 removed, which are in communication with the outlet channels 14 and 15 which are parallel to one another. This will make the mirror (N) the cooling liquid is kept within certain limits, so that there is no temperature gradient in the direction of the flow of the cooling liquid on the heat-permeable bushings 3 and walls 25,

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26 und 27 auftritt, während der gewünschte Wärmeübergang zwischen Kühlflüssigkeit und zu kühlendem Stoff durch Steuerung des Dampfdrucks der Kühlflüssigkeit in bekannter Weise erreicht wird.26 and 27 occurs while the desired heat transfer between the cooling liquid and the substance to be cooled is controlled the vapor pressure of the cooling liquid is achieved in a known manner.

Obwohl die in den Zeichnungen dargestellte Einheit über zwei Auslaßkanäle für die Abführung des Kühlmittels in gasförmigem Zustand verfügt, können selbstverständlich auch mehr als diese Auslaßkanäle gegeben sein.Although the unit shown in the drawings has two outlet channels for the discharge of the coolant in gaseous form State, more than these outlet channels can of course be given.

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Claims

1. Process for the cooling of viscous substances, in particular of substances with edible oils and fats for the preparation of margarine, with the aid of a cooler with a number of rotating disks carried by a common drive shaft, each of which is arranged in a cooled chamber with heat-permeable walls is, wherein a coolant flows around the chambers in parallel currents and the substance to be cooled flows sequentially around the disks in the radial direction, characterized in that the cooler is used with the drive shaft (22) in a horizontal position and that an evaporating cooling liquid around the chambers with heat-permeable walls (3, 25, 26, 27) is forced to flow, the coolant being supplied as a liquid and discharged as a gas.

2. The method according to claim 1, characterized in that the desired heat transfer is achieved by controlling the vapor pressure of the cooling liquid, while the mirror (N) of the cooling liquid is kept within certain limits.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling liquid consists of a condensate of a preparation which is gaseous at atmospheric pressure and room temperature.

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